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过渡金属碳化物陶瓷薄膜高延性转变温度（约0.5Tm）,及硬度与韧性的矛盾关系,限制了其作为结构部件的应用。本文通过磁控溅射技术,以TaC为研究对象,制备不同碳含量的TaCx纳米复合薄膜,合金化W构建完全互溶的三元Ta-W-C薄膜,以及掺杂延性金属Ag构建难溶TaC-Ag复合薄膜,旨在设计并获得超硬、高韧的耐磨防护涂层。不同石墨靶功率下制备TaCx纳米复合薄膜具有不同的结构,随着石墨靶功率增加,TaCx薄膜从Ta2C和Ta的两相混合结构转变为FCC-TaC结构。TaC110薄膜获得超硬（42.8GPa）和高断裂韧性(3.40 MPa?m1/2,H/E>0.11)。由摩擦界面上石墨化碳和部分氧化物摩擦层主导的TaC50薄膜表现出最低摩擦（COF～0.18）和磨损率(1.44?10-6 mm~3/N?m)。W原子的掺杂引发三元Ta1-xWxCy薄膜由单相固溶体结构向a-C包裹Ta（W）C晶粒的纳米复合结构转变。在固溶强化、界面强化的协同作用下,Ta0.69W0.31C0.75薄膜同时获得超硬（43.9 GPa）、高断裂韧性(3.95 MPa?m1/2)、低摩擦系数（0.28）和磨损率(1.12?10-6mm~3/N?m)。对于TaC-Ag复合薄膜,随着Ag功率的增加,单相固溶体Ta（Ag）C转变为Ta（Ag）C/Ag/a-C三相共存结构。TaC-Ag8薄膜获得超硬（49 GPa）和高断裂韧性(2.2MPa?m1/2),同时表现出低摩擦（COF?0.27）和高耐磨性(磨损率?3.5?10-6mm~3/N?m)。TaC-Ag30薄膜在低剪切强度的Ag团簇、Ag Ta O3及石墨化碳的自润滑作用下获得最低摩擦系数（0.25）,而其低承载能力和Ag的快速损耗导致高磨损率。非晶碳（a-C）对裂纹偏转、抑制裂纹扩展有显著影响时,纳米复合薄膜的断裂韧性KIC与H/E之间不存在线性关系。由自润滑相（石墨化碳、金属氧化物或软质金属Ag团簇等）主导摩擦时,Ta-（Me）-C/a-C复合薄膜的摩擦性能并不完全依赖于其力学性能。